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恒流源周邊元器件的選擇方法

作者: 時(shí)間:2011-11-14 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
電感感值大小在參考設(shè)計(jì)范圍左右最多的是您的經(jīng)驗(yàn)值,合適的感值主要需要考慮的條件是線路工作在合適的頻率范圍、合適的開關(guān)頻率減少M(fèi)OS開關(guān)次數(shù),減少mos發(fā)熱量、避免與同PCB線路同頻干擾;合適的電感內(nèi)阻,內(nèi)阻是電感發(fā)熱的主要因數(shù),從而提高線路效率;選擇合適的電流值,有時(shí)體積和成本是制約主要因數(shù),但是還是要大于峰值電流的2倍(通常在65%),就算在板級空間十分珍貴的情況下也要保證30%預(yù)留空間余量,這樣可以有效的減小內(nèi)阻,減小發(fā)熱量;質(zhì)量不好、繞制松散電感器件也會(huì)有噪聲;未屏蔽的電感在金屬外殼安裝時(shí)會(huì)發(fā)生線路震蕩頻率改變,從而產(chǎn)生噪聲,這時(shí)需要將電感屏蔽;另外,當(dāng)被屏蔽干擾信號的波長正好與金屬機(jī)殼的某個(gè)尺寸接近的時(shí)候,金屬機(jī)殼很容易會(huì)變成一個(gè)大諧振腔,即:電磁波會(huì)在金屬機(jī)殼內(nèi)來回反射,并會(huì)產(chǎn)生互相迭加。

本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/178412.htm

  為了獲得最佳的效率,應(yīng)選用鐵氧體磁芯電感器。應(yīng)選擇一個(gè)能夠在不引起飽和的情況下處理必須的峰值電流的電感器,確保該電感銅線低的DCR(銅線電阻)。以便減小I2R功耗。切記電感銅線絕緣層耐不了160度或長時(shí)間高溫溫度環(huán)境,SMT有時(shí)也會(huì)有影響,會(huì)使得電感感值發(fā)生嚴(yán)重變化,要仔細(xì)了解供應(yīng)商產(chǎn)品溫度忍耐限度要求。

EMC電感選擇:

  EMC電感用在輸入和輸出過濾器可以用來減少傳導(dǎo)干擾,用于低于EMC標(biāo)準(zhǔn)的限制設(shè)計(jì)。所有的電感器都需要鐵粉磁心而非鐵氧體。在它飽和前,可以處理更大電流,需要依據(jù)負(fù)載選擇合適的電流值。

  制作濾波電感,選用何種磁心材料,除了必須注意防止磁心飽和問題外,還必須考慮到磁心的恒磁導(dǎo)特性。需要指出,有些設(shè)計(jì)人員往往只注意電感量的指標(biāo),選擇磁導(dǎo)率高的材料,以減少線圈的匝數(shù),而對于電感額定電流較大時(shí),電感量是否減少,減少到什么程度,會(huì)不會(huì)達(dá)到飽和,考慮較小。這是應(yīng)該注意避免的。

  由于鐵粉心具有飽和磁通密度高,恒磁導(dǎo)特性好,價(jià)格便宜,而得到了廣泛應(yīng)用。

  輸出電容器件選擇:

  輸出可同時(shí)使用輸出電容以達(dá)到目標(biāo)頻率和電流的精確控制。電容能在整個(gè)輸入電壓范圍內(nèi)減小頻率,一個(gè)小的 4.7μF 的電容就能顯著減小頻率。電流的調(diào)整也能因?yàn)殡娙葜档脑黾佣玫礁纳啤南旅鎴D片可以很容易看到,圖上存在一個(gè)拐點(diǎn),再增加電容值,對操作頻率和輸出電流的調(diào)整影響不大。


  增加輸出電容(COUT),從本質(zhì)上來說,是增加了輸出級所能儲存的能量,也就意味著能供應(yīng)電流的時(shí)間加長了。因此通過減慢負(fù)載的di/dt 瞬變,頻率顯著減小。有了輸出電容(COUT)之后,電感的電流將不再和負(fù)載上看到的電流保持一致。電感電流仍將是完美的三角形的形狀,負(fù)載電流有相同的趨勢,只不過所有尖銳的拐角都變得圓滑了,所有的峰值明顯減小,如下圖所示。

  應(yīng)用設(shè)計(jì)在輸出端上采用低ESR(等效串聯(lián)電阻)陶瓷電容器,以最大限度的減小輸出波紋。采用X5R或X7R型材料電介質(zhì),這是與其它電介質(zhì)相比,這些材料能在較寬的電壓和溫度范圍內(nèi)維持其容量不變。對于大多數(shù)高的電流設(shè)計(jì),采用一個(gè)4.7至10uF輸出電容就足夠了。具有較低輸出電流的轉(zhuǎn)換器只需要采用一個(gè)1至2.2uF的輸出電容器。

  輸入電容器的選擇:

  一般在驅(qū)動(dòng)IC輸入設(shè)置一顆電容,主要是解決線路開關(guān)頻率對供電部分的EMI問題。有時(shí)大家會(huì)誤認(rèn)為是電源濾波而設(shè)置,事實(shí)并非這樣。因其整流二極管廣泛使用,價(jià)格變得非常低廉而穩(wěn)定,集成到IC內(nèi)部沒有成本優(yōu)勢,所以大多將整流濾波部分不予整體考慮。

  如果采用電解電容提供了附加的旁路或輸入電源阻抗很低,則采用一顆較小的價(jià)格低的Y5V電容器也會(huì)有很好的效果。一般恒流器件會(huì)有非??斓纳仙拖陆禃r(shí)間的脈沖從輸入電源吸收電流。輸入電容器未了減小輸入端的合成電壓紋波,并強(qiáng)制該開關(guān)電流進(jìn)入一個(gè)嚴(yán)密的本機(jī)環(huán)路,從而最大限度的減低EMI。輸入電容在開關(guān)頻率條件下必須具有低阻抗,以高效的完成這項(xiàng)工作,而且,它必須具有一個(gè)足夠的額定紋波電流。通常紋波電流不會(huì)大于負(fù)載電流的1/2倍。

  陶瓷電容器小尺寸和低阻抗(低的等效串聯(lián)電阻或ESR)特征而成為優(yōu)選方案。低的ESR產(chǎn)生了非常低的電壓紋波,與數(shù)值相同的其它電容器類型相比,陶瓷電容器能夠處理更大的波紋電流。應(yīng)選用X5R或X7R型介質(zhì)陶瓷電容器??梢赃x用參考值多于1/3容值的電解電容器代替,但是體積和壽命等因數(shù)并不是很合適與LED匹配。鉭電容會(huì)因浪涌電流過大易出現(xiàn)故障,也不建議在此使用。



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